Published May 24, 2024
| Version v1
Publication
Open
The bacterial patterns suggesting the dynamic features of tick-associated microorganisms in hard ticks
Creators
- 1. National Institute for Parasitic Diseases
- 2. Fudan University
- 3. Shihezi University
- 4. Guangxi University of Chinese Medicine
Description
Abstract Background Ticks are blood-feeding significant arthropods that can harbour various microorganisms, including pathogens that pose health risks to humans and animals. Tick-symbiont microorganisms are believed to influence tick development, but the intricate interactions between these microbes and the relationships between different tick-borne microorganisms remain largely unexplored. Results Based on 111 tick pool samples presenting questing and engorged statuses including 752 questing tick and 1083 engorged tick from cattle and goats, which were collected in two types of geographic landscape (semi-desert and alpine meadow). We observed significant variations in the composition of tick-borne microorganisms across different environments and blood-engorgement statuses, with a pronounced divergence in symbionts compared to environmental bacteria. Metabolic predictions revealed over 90 differential pathways for tick-borne microorganisms in distinct environments and more than 80 metabolic variations in response to varying blood engorgement statuses. Interestingly, nine pathways were identified, particularly related to chorismate synthesis and carbohydrate metabolism. Moreover, microbial network relationships within tick-borne microorganism groups were highly distinct across different environments and blood-engorgement statuses. The microbial network relationships of symbionts involve some pathogenic and environmental microorganisms. Regression modelling highlighted positive correlations between the Coxiella symbiont and related pathogens, while some environmental bacteria showed strong negative correlations with Coxiella abundance. We also identified commensal bacteria/pathogens in bacterial cooccurrence patterns. Furthermore, we tested pathogenic microorganisms of each tick sample analysis revealed that 86.36% (1601/1855) of the tick samples carried one or more pathogenic microorganisms, The total carrier rate of bacterial pathogens was 43.77% ((812/1855). Most blood samples carried at least one pathogenic microorganism. The pathogens carried by the ticks have both genus and species diversity, and Rickettsia species are the most abundant pathogens among all pathogens. Conclusion Our findings underscore that the bacterial pattern of ticks is dynamic and unstable, which is influenced by the environment factors and tick developmental characteristics.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص القراد الخلفية هي مفصليات كبيرة تتغذى على الدم يمكن أن تؤوي كائنات دقيقة مختلفة، بما في ذلك مسببات الأمراض التي تشكل مخاطر صحية على البشر والحيوانات. يُعتقد أن الكائنات الحية الدقيقة المتعايشة مع القراد تؤثر على تطور القراد، لكن التفاعلات المعقدة بين هذه الميكروبات والعلاقات بين الكائنات الحية الدقيقة المختلفة التي تنقلها القراد لا تزال غير مستكشفة إلى حد كبير. النتائج بناءً على 111 عينة من مجموعة القراد تعرض حالات البحث والحالات المحتقنة بما في ذلك 752 علامة بحث و 1083 علامة محتقنة من الماشية والماعز، والتي تم جمعها في نوعين من المناظر الطبيعية الجغرافية (شبه الصحراوية ومروج جبال الألب). لاحظنا اختلافات كبيرة في تكوين الكائنات الحية الدقيقة التي تنقلها القراد عبر بيئات مختلفة وحالات التعلق بالدم، مع تباعد واضح في المتكافلات مقارنة بالبكتيريا البيئية. كشفت التنبؤات الأيضية عن أكثر من 90 مسارًا تفاضليًا للكائنات الحية الدقيقة التي تنقلها القراد في بيئات متميزة وأكثر من 80 اختلافًا استقلابيًا استجابة لحالات احتقان الدم المختلفة. ومن المثير للاهتمام أنه تم تحديد تسعة مسارات، لا سيما فيما يتعلق بتخليق الكوريسمات واستقلاب الكربوهيدرات. علاوة على ذلك، كانت علاقات الشبكة الميكروبية داخل مجموعات الكائنات الحية الدقيقة المنقولة بالقراد متميزة للغاية عبر بيئات مختلفة وحالات ارتباط الدم. تتضمن علاقات الشبكة الميكروبية للتكافل بعض الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض والبيئية. سلطت نمذجة الانحدار الضوء على الارتباطات الإيجابية بين تكافل كوكسيلا ومسببات الأمراض ذات الصلة، في حين أظهرت بعض البكتيريا البيئية ارتباطات سلبية قوية مع وفرة كوكسيلا. كما حددنا البكتيريا/مسببات الأمراض المتكافئة في أنماط التكاثر البكتيري. علاوة على ذلك، قمنا باختبار الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض في كل تحليل لعينات القراد وكشفنا أن 86.36 ٪ (1601/1855) من عينات القراد تحمل كائنًا واحدًا أو أكثر من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض، وكان إجمالي معدل الناقل لمسببات الأمراض البكتيرية 43.77 ٪ ((812/1855). حملت معظم عينات الدم كائنًا دقيقًا ممرضًا واحدًا على الأقل. تحتوي مسببات الأمراض التي تحملها القراد على كل من الجنس وتنوع الأنواع، وأنواع الريكتسيا هي أكثر مسببات الأمراض وفرة بين جميع مسببات الأمراض. تؤكد النتائج التي توصلنا إليها أن النمط البكتيري للقراد ديناميكي وغير مستقر، ويتأثر بعوامل البيئة وخصائص نمو القراد.Translated Description (French)
Résumé Contexte Les tiques sont des arthropodes importants qui se nourrissent de sang et qui peuvent abriter divers micro-organismes, y compris des agents pathogènes qui présentent des risques pour la santé des humains et des animaux. On pense que les micro-organismes tiques-symbiotes influencent le développement des tiques, mais les interactions complexes entre ces microbes et les relations entre les différents micro-organismes transmis par les tiques restent largement inexplorées. Résultats Basés sur 111 échantillons de pool de tiques présentant des statuts questing et engorgés, dont 752 tiques questing et 1083 tiques engorgées de bovins et de caprins, qui ont été collectés dans deux types de paysage géographique (semi-désertique et alpin). Nous avons observé des variations significatives dans la composition des micro-organismes transmis par les tiques dans différents environnements et états d'ingestion du sang, avec une divergence prononcée dans les symbiotes par rapport aux bactéries environnementales. Les prévisions métaboliques ont révélé plus de 90 voies différentielles pour les micro-organismes transmis par les tiques dans des environnements distincts et plus de 80 variations métaboliques en réponse à différents états d'engorgement sanguin. Il est intéressant de noter que neuf voies ont été identifiées, en particulier celles liées à la synthèse des chorismates et au métabolisme des glucides. De plus, les relations de réseau microbien au sein des groupes de micro-organismes transmis par les tiques étaient très distinctes dans différents environnements et états d'ingestion de sang. Les relations de réseau microbien des symbiotes impliquent certains micro-organismes pathogènes et environnementaux. La modélisation de régression a mis en évidence des corrélations positives entre le symbiote de Coxiella et les agents pathogènes apparentés, tandis que certaines bactéries environnementales ont montré de fortes corrélations négatives avec l'abondance de Coxiella. Nous avons également identifié des bactéries commensales/agents pathogènes dans les modèles de cooccurrence bactérienne. De plus, nous avons testé des micro-organismes pathogènes de chaque analyse d'échantillons de tiques, ce qui a révélé que 86,36 % (1601/1855) des échantillons de tiques contenaient un ou plusieurs micro-organismes pathogènes. Le taux total de porteurs d'agents pathogènes bactériens était de 43,77 % ((812/1855). La plupart des échantillons de sang contenaient au moins un micro-organisme pathogène. Les agents pathogènes transportés par les tiques ont une diversité de genres et d'espèces, et les espèces de Rickettsia sont les agents pathogènes les plus abondants parmi tous les agents pathogènes. Conclusion Nos résultats soulignent que le schéma bactérien des tiques est dynamique et instable, ce qui est influencé par les facteurs environnementaux et les caractéristiques du développement des tiques.Translated Description (Spanish)
Resumen Antecedentes Las garrapatas alimentan con sangre a importantes artrópodos que pueden albergar diversos microorganismos, incluidos patógenos que representan riesgos para la salud de humanos y animales. Se cree que los microorganismos simbiontes de garrapatas influyen en el desarrollo de las garrapatas, pero las intrincadas interacciones entre estos microbios y las relaciones entre los diferentes microorganismos transmitidos por garrapatas permanecen en gran parte inexploradas. Resultados Basados en 111 muestras de grupos de garrapatas que presentan estados de búsqueda y congestión, incluidas 752 garrapatas de búsqueda y 1083 garrapatas congestionadas de ganado y cabras, que se recolectaron en dos tipos de paisaje geográfico (semidesierto y prado alpino). Observamos variaciones significativas en la composición de los microorganismos transmitidos por garrapatas en diferentes entornos y estados de congestión sanguínea, con una divergencia pronunciada en los simbiontes en comparación con las bacterias ambientales. Las predicciones metabólicas revelaron más de 90 vías diferenciales para los microorganismos transmitidos por garrapatas en distintos entornos y más de 80 variaciones metabólicas en respuesta a diferentes estados de congestión sanguínea. Curiosamente, se identificaron nueve vías, particularmente relacionadas con la síntesis de corismato y el metabolismo de los carbohidratos. Además, las relaciones de la red microbiana dentro de los grupos de microorganismos transmitidos por garrapatas fueron muy distintas en diferentes entornos y estados de congestión sanguínea. Las relaciones de red microbiana de los simbiontes involucran algunos microorganismos patógenos y ambientales. El modelado de regresión destacó las correlaciones positivas entre el simbionte de Coxiella y los patógenos relacionados, mientras que algunas bacterias ambientales mostraron fuertes correlaciones negativas con la abundancia de Coxiella. También identificamos bacterias/patógenos comensales en patrones de coocurrencia bacteriana. Además, el análisis de microorganismos patógenos de cada muestra de garrapatas reveló que el 86.36% (1601/1855) de las muestras de garrapatas portaban uno o más microorganismos patógenos. La tasa total de portadores de patógenos bacterianos fue del 43.77% ((812/1855). La mayoría de las muestras de sangre portaban al menos un microorganismo patógeno. Los patógenos transportados por las garrapatas tienen diversidad de géneros y especies, y las especies de Rickettsia son los patógenos más abundantes entre todos los patógenos. Conclusión Nuestros hallazgos subrayan que el patrón bacteriano de las garrapatas es dinámico e inestable, lo que está influenciado por los factores ambientales y las características de desarrollo de las garrapatas.Files
s12866-024-03323-3.pdf
Files
(5.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0c828989c1a091667fa8cf6066cca1ec
|
5.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الأنماط البكتيرية التي تشير إلى السمات الديناميكية للكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بالقراد في القراد الصلب
- Translated title (French)
- Les modèles bactériens suggérant les caractéristiques dynamiques des micro-organismes associés aux tiques chez les tiques dures
- Translated title (Spanish)
- Los patrones bacterianos que sugieren las características dinámicas de los microorganismos asociados a garrapatas en garrapatas duras
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4398777278
- DOI
- 10.1186/s12866-024-03323-3
References
- https://openalex.org/W1780853379
- https://openalex.org/W1909262813
- https://openalex.org/W1970223161
- https://openalex.org/W1998258821
- https://openalex.org/W1998824347
- https://openalex.org/W2000756914
- https://openalex.org/W2006847778
- https://openalex.org/W2034285706
- https://openalex.org/W2035346476
- https://openalex.org/W2044074704
- https://openalex.org/W2076504621
- https://openalex.org/W2078128415
- https://openalex.org/W2078648743
- https://openalex.org/W2081212060
- https://openalex.org/W2093891969
- https://openalex.org/W2102902375
- https://openalex.org/W2111228277
- https://openalex.org/W2113813872
- https://openalex.org/W2113977541
- https://openalex.org/W2119045185
- https://openalex.org/W2119519966
- https://openalex.org/W2119577288
- https://openalex.org/W2125739051
- https://openalex.org/W2125910575
- https://openalex.org/W2136116305
- https://openalex.org/W2136328284
- https://openalex.org/W2138124954
- https://openalex.org/W2140151986
- https://openalex.org/W2141653012
- https://openalex.org/W2141965312
- https://openalex.org/W2147199223
- https://openalex.org/W2149990334
- https://openalex.org/W2152684557
- https://openalex.org/W2153086895
- https://openalex.org/W2153109441
- https://openalex.org/W2159469578
- https://openalex.org/W2167506573
- https://openalex.org/W2178867606
- https://openalex.org/W2514187869
- https://openalex.org/W2538509698
- https://openalex.org/W2553806291
- https://openalex.org/W2599171597
- https://openalex.org/W2624636257
- https://openalex.org/W2805980535
- https://openalex.org/W2885319825
- https://openalex.org/W2892494835
- https://openalex.org/W2951214399
- https://openalex.org/W2979516843
- https://openalex.org/W2980651309
- https://openalex.org/W2990618091
- https://openalex.org/W2992204523
- https://openalex.org/W2998895644
- https://openalex.org/W3030441098
- https://openalex.org/W3033913804
- https://openalex.org/W3083241614
- https://openalex.org/W3084348859
- https://openalex.org/W3112520667
- https://openalex.org/W3157848028
- https://openalex.org/W3166425341
- https://openalex.org/W3177047263
- https://openalex.org/W3200699142
- https://openalex.org/W3200727938
- https://openalex.org/W4225391821